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鈷酸鋰正極材料及其制備方法、鋰離子電池與流程

628 編輯：中冶有色網(wǎng) 來源：英德市科恒新能源科技有限公司

2023-09-14 15:50:59

1.本發(fā)明屬于電池領(lǐng)域，具體涉及一種鈷酸鋰正極材料及其制備方法、鋰離子電池。背景技術(shù)： 2.自從1991年以來鋰離子電池成功實現(xiàn)商業(yè)化，由于其具有高能量密度、生產(chǎn)便利、循環(huán)利用次數(shù)高、工作溫度范圍較廣、無記憶效應以及污染小等特點，在手機、筆記本電腦等3c數(shù)碼市場、無人機市場、電動工具等市場具有廣泛的運用。隨著時代和技術(shù)的發(fā)展，消費者對3c數(shù)碼等設(shè)備的小型化、續(xù)航能力、便攜性和安全性等性能提出了更高的要求，鋰離子電池的能量密度、容量及循環(huán)性能面臨更嚴峻的挑戰(zhàn)。 3.鋰離子電池在恒流放電過程一般會經(jīng)歷三個階段：（1）從充電截止電壓開始放電到中值電壓的初期放電階段，該階段由于正負極電勢差較高，因而放電較快，容量損失速率較高；若充電電壓過高，鋰離子大量脫嵌，將導致材料發(fā)生不可逆相變，材料結(jié)構(gòu)發(fā)生崩塌，嚴重影響材料的循環(huán)性能；同時在放電過程中，由于正極材料結(jié)構(gòu)的破壞，大量的鋰離子無法正常地嵌入層狀結(jié)構(gòu)中，從而在電解液中還原和沉降，形成鋰枝晶，造成容量損失，同時鋰枝晶的生長可能刺破隔膜，導致電池發(fā)生短路，引發(fā)安全問題；（2）電池處于中值電壓并緩慢下降的中期放電階段，該階段正極與負極電勢差逐漸降低，離子遷移速率保持相對穩(wěn)定，放電曲線中呈現(xiàn)近似平臺的形狀，是一個相對平緩慢速的放電過程，持續(xù)時間在總體放電時間中占據(jù)主要組成部分；（3）從中值電壓到放電截止電壓的快速放電階段，該階段正負極電勢差逐漸趨于0，最終達到電化學平衡，為鋰離子電池恒流放電的末期階段。綜上所述，鋰離子電池在恒流放電的過程中存在一個較為平緩、近似平臺的放電階段，該階段對鋰離子電池容量發(fā)揮為主要貢獻。 4.目前主流手機制造廠商，出于對鋰離子電池安全性能以及循環(huán)性能的考慮，將關(guān)機電壓設(shè)置在3.4v，并認為從100%soc開始放電，截止至3.4v的這部分容量才是“有效容量”。雖然國內(nèi)手機廠商在計算標稱容量時，一般是計算從100%soc截止到3.0v的容量，但目前已經(jīng)開始逐步遵循國外知名手機廠商算法，更看重放至3.4v的容量，將100%soc放電至3.4v和3.0v的容量之比稱為正極材料的平臺率性能。 5.目前市場上的常規(guī)容量型鈷酸鋰正極材料壓實密度可達到4.1g/cm3，粒度分布中d50范圍在16.0~19.0μm之間，屬于大顆粒的范疇。這種尺寸的顆粒，其內(nèi)部離子擴散路徑較長，導致鋰離子擴散困難，倍率性能下降，

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